La carrocería de los automóviles ha evolucionado con el
paso de los años, en sus inicios eran fabricadas en madera, años más tarde se
empezó a introducir el empleo de materiales más resistentes como el acero; hoy
en día se están utilizando materiales como el aluminio, fibra de carbono y
plástico, además de las diferentes aleaciones de acero.
Los vehículos en otro tiempo eran demasiado rígidos y muy
resistentes en todo su conjunto; ante un impacto la mayor parte de la energía se
proyectaba hacia el habitáculo, ocasionando con ello daños considerables en los
ocupantes.
En la actualidad los automóviles están diseñados de tal
forma que ante un impacto su deformación ocurre de modo progresivo y se origina
desde el propio diseño del vehículo; a este aspecto se le conoce como
deformación programada y es parte de la seguridad pasiva de los automóviles. 1.
Prueba de impacto delantero Es importante mencionar como se compone una
carrocería auto portante para entender el comportamiento de la misma en una
colisión, en la cual se pueden diferenciar tres zonas en función a su
deformación al momento de una colisión, siendo éstas:
LA CARROCERÍA DEL AUTOMÓVIL
Zona Central (habitáculo)
Zona Anterior (delantera)
Zona Posterior (trasera)2
Los accidentes más comunes ocurren por la parte frontal
del vehículo y es uno de los impactos más penetrantes. Por lo que es la zona
con mayor número de puntos fusibles. Las partes principales de la La parte
central es considerada como la zona más resistente del vehículo debido a su
diseño, los materiales con los que está fabricado, así como a los métodos de
unión y a la gran cantidad de refuerzos con los que cuentan las piezas como el
estribo, el piso y los postes, entre otros. Es una zona muy rígida e
indeformable a diferencia de las zonas delantera y trasera las cuales se
deforman de manera programada.
En la estructura en la zona delantera de la carrocería
son: los largueros, alma metálica, marco del radiador, y cajas de rueda.
Desde el punto de vista de seguridad esta zona está
diseñada con la finalidad de disipar la mayor cantidad de energía producida
durante un impacto. Para esto, se realizan distintos estudios enfocados a la deformación
de dichos elementos, por medio de los puntos fusibles, logrando distancias
amplias de deformación.
Los fabricantes de automóviles toman en cuenta los
siguientes criterios para disipar la energía liberada en un impacto:
Integración de puntos fusibles.
Duplicar la rigidez de las piezas manteniendo su
longitud.
Aumentar la longitud de los elementos manteniendo la
rigidez (mayor espacio en el alojamiento del motor, aumentando la longitud de
los largueros).
La conjunción de las alternativas anteriores.
Dispositivos de absorción de impacto (brack’s). 3
Los largueros delanteros son componentes importantes para
la disipación de la energía en un impacto frontal. Su estructura más común es
en forma de “C” o de “U” y van soldados de tal forma que representan la
apariencia de una caja. También se toman en cuenta circunstancias particulares
en su diseño geométrico, y así poder albergar algunos componentes y sistemas de
absorción (brack’s). Los espesores utilizados en la lámina son diversos.
Encontramos largueros formados por la unión de varias láminas fusionadas
mediante soldadura, obteniendo así distintos niveles de resistencia.
Para poder obtener la deformación progresiva de los
largueros es necesaria la creación de puntos fusibles, esto se consigue al
cambiar la forma del larguero en zonas específicas, variando los espesores de
las láminas y la geometría de los mismos, dependiendo del grado de deformación
que se quiera obtener.
Este proceso es simple hasta cierto punto, y se basa en
la interpretación del diseño de la carrocería para identificar los distintos
niveles de energía que ocurrirán durante un impacto. La unión de los largueros
es de vital importancia ya que se debe evitar la inserción de éstos en el piso
del habitáculo. Por tal motivo, se debe realizar la transmisión de fuerzas a
los largueros en conjunto con determinadas piezas del habitáculo como postes
centrales o marco de parabrisas, los cuales se encargan de disipar la energía en
distintas direcciones.
La parte trasera de la carrocería,estructural mente es
más simple que la delantera y la forma en que se distribuye la energía es
similar ha como se produce en la parte delantera: la energía es transferida a
lo largo de la estructura, por medio de los largueros posteriores, de los
postes y marco del medallon.
En un caso de colisión trasera (alcance), la parte posterior
a diferencia de la frontal también resulta menos peligrosa desde el punto de
vista de la seguridad, lo anterior se debe gracias al piso de la cajuela, el
cual por su conformación se encarga de distribuir muy eficientemente los
esfuerzos al producirse un alcance.
Aunque los alcances son menos frecuentes, igualmente se
integran zonas de deformación programada. Hoy en día los automóviles modernos
han incorporado a sus diseños los brack’s, elementos novedosos que son sistemas
de absorción de impactos y que tienden a deformarse para evitar transmitir la
energía hacia el habitáculo. Así como el uso del aluminio implementado desde
hace dos décadas en la fabricación de carrocerías de automóviles.
El aluminio es un material que utilizan importantes fabricantes
de automóviles como Audi, BMW, Honda, Jaguar, etc.
De esta manera, se logra reducir el peso de la carrocería
en un 40%, creando vehículos ligeros, de menor consumo de combustible y
reciclables en un alto porcentaje, una vez que finaliza su vida útil.Estas propiedades de ligereza y reciclaje, junto con otra
serie de características justifican el uso del aluminio en la fabricación de
carrocerías.
Cabe señalar que dichas carrocerías bajo ciertos tratamientos
pueden presentar gran rigidez, con una elevada capacidad de absorción de
energía, zonas de deformación programada y perfiles de mayor espesor, siendo
estas cualidades las más importantes en este tipo de deformación, ya que no
representan un aumento de peso significativo en el vehículo. Todo ello permite
crear carrocerías tan seguras y fiables como las tradicionales de acero.
Por tanto podemos darnos cuenta que todos estos cambios
que surgieron en las ultimas décadas han sido enfocados en gran parte a la
seguridad de los ocupantes, realizando distintos cambios en la carrocería tanto
en diseño como en materiales, e implementando distintos tipos de dispositivos
de seguridad llegando así al grado de poder programar la deformación que
ocurrirá al instante de una colisión, evitando así una gran cantidad de accidentes
mortales.
SEGURIDAD
EN EL AUTOMÓVIL
En la carrocería del automóvil se cuenta con dos tipos de
seguridad:
1. Seguridad activa: Es el conjunto de elementos, sistemas
o conceptos de diseño incorporados en el vehículo, que le confieren un correcto
comportamiento en la marcha y entre los que se encuentran:
Neumáticos (conjunto llanta ), dirección,
suspensión, frenos, sistemas de control de tracción, sistemas electrónicos de
estabilidad, sistemas de iluminación, limpiaparabrisas y retrovisores térmicos entre
otros. El objetivo de la seguridad activa es que el conjunto de sistemas ayuden
a una buena conducción y reduzcan de forma significativa el riesgo de alguna
colisión.
2. Seguridad pasiva: Es la encargada de minimizar los
posibles daños de los ocupantes del vehículo en el caso de accidente. En esta
se engloban desde el diseño de las estructuras de deformación programada del
automóvil para que absorban la energía en caso de impacto (puntos fusibles),
hasta los cinturones de seguridad, las bolsas de aire (airbag), reposa cabezas
y cristales.
Deformación Programada: Es parte de la seguridad pasiva
de los automóviles; consiste en la deformación por etapas, de la sección de la
carrocería sobre la que se está recibiendo el impacto.
Depende de diferentes factores como:
·
Material
·
Espesor de las láminas
·
Forma de las láminas
·
Puntos fusibles
·
Dispositivos de absorción (bracks)
La absorción de la energía se logra a través del empleo
de materiales como el acero, aluminio y plástico. Se utilizan en la fabricación
de la parte frontal y trasera de los vehículos, en los conjuntos defensa (facial,
alma y absorbedor), bracks y largueros. Como se mencionó anteriormente, el
espesor de la lámina juega un papel muy importante al momento de programar una deformación
en la carrocería. Ejemplo de ello son las láminas que componen las almas
metálicas y los largueros que cuentan con espesores mayores a 1.0 mm, mientras
que los lienzos tienen espesores de 0.7 mm.
La configuración de las piezas puede generar mayor o
menor resistencia, esto se puede observar en algunos largueros, ya que de
acuerdo a su diseño generalmente la punta es más angosta y conforme se encuentran
más cerca del habitáculo son más amplios.
Puntos Fusibles: Estas son variaciones
estratégicas-geométricas de la lámina, propias de las partes estructurales,
generadas para permitir la deformación “ordenada” de la estructura, se
presentan en forma de muescas y orificios de diferentes configuraciones. Los
elementos de absorción conocidos como bracks se fabrican en distintas configuraciones, las más comunes
trabajan por medio de un sistema mecánico ya sean corrugados o con ondulaciones, hidráulicos
(generalmente aceite u otro fluido), neumáticos (con algún tipo de gas), etc.
Estos dos últimos son los mas recientes en el mercado y constan de una caja o tubo
hueco deslizable sobre o dentro de otro con distintos mecanismos de
funcionamiento que al momento del impacto, son uno de los primeros elementos
que amortiguan la colisión, disipando y absorbiendo la energía producida, estos
se localizan en la defensa trasera y delantera del automóvil.
